Materialanalyse: Bis die Funken fliegen

Die Materialanalyse mittels Funkenemissionsspektrometer basiert auf dem Sachverhalt, dass jedes chemische Element Licht mit einer bestimmten Wellenlänge emittiert, wenn es dazu angeregt wird. Bei unserem Vakuum-Funkenemissionsspektrometer erfolgt die Anregung der Probe mittels hochfrequenter Spannung. Das ausgesendete Licht wird dann im Innern des Geräts analysiert und in der Software auf die festgestellten chemischen Elemente und deren Massenanteile an der Probe hin ausgewertet.

Für die Materialanalyse ist es normalerweise vor der Prüfung notwendig, die Prüfflächen der Probe vorzubereiten. Die Prüffläche wird hierzu mit einem groben Schleifpapier aus Siliziumkarbid angeschliffen, gründlich unter fließendem Wasser gereinigt und dann rückstandsfrei getrocknet. Dies sorgt für eine große Ergebnissicherheit.

Zur Prüfung befindet sich die Probe zwischen zwei Elektroden inklusive Luftspalt zur Gegenelektrode. Der Prüfraum unter der Probe wird mit Argon geflutet, um Ergebnisverfälschungen durch Sauerstoffeinfluss zu vermeiden. Die Probe wird dann mittels hochfrequenter Spannung lokal angeregt. Beim Übergang der elektrischen Spannung an der Probenoberfläche wird ein geringer Teil der Prüffläche verdampft und schlussendlich in den Zustand eines lichtemittierenden Plasmas gebracht. Die unterschiedlichen Wellenlängen des Lichts werden dann im Gerät analysiert und ausgewertet. Das Ergebnis ist eine Tabelle, die die chemische Zusammensetzung des Metalls mit Massenanteilen der Legierungselemente anzeigt. Diese Daten können dann z.B. mit der normativ geforderten Zusammensetzung des Soll-Werkstoffs verglichen werden.